最新3电子设计汇总课件.ppt

1、Lab3电子设计2011Lab设计要求z设计一个函数信号发生器y输出1Hz1MHz正弦波y输出幅度4Vy负载电阻100y频率步进1HzLab用模拟方法设计信号发生器zRLC振荡器z晶体振荡器z文氏电桥zz都不能够步进1Hz！z频带也太宽了！LabRC振荡器z缺点：稳定度不好y电容：不够精确、受外界温度影响y电阻Lab晶体振荡器z优点：稳定度高z缺点：频率几乎不可调节Lab文氏电桥z缺点：电位器调节频率F007：早期运放现在已经淘汰Lab数字方法zDDSzDirect Digital Synthesis z直接数字合成zDDS广泛应用于现代数字通信中z频率数控、调制解调（FM、PSK、QPSK、

2、QAM）Lab数字方式产生波形的原理z量化的梯形波量化的正弦波带阶梯正弦波正弦波z离散值 离散值 模拟值 模拟值z计数器正弦ROM表D/A输出滤波输出z数字电路存储器数模混合电路模拟滤波电路LabDDS原理框图clkoutffN2FWFW为频率字，N为累加器位宽，M为ROM查找表位宽outf输出频率clkf标准频率Lab正弦波的一种数学表述y=sin(2ft)正弦值：单位圆上O点到圆周的轴与y轴正半轴夹角的正弦值为轴与圆周的交点在x轴上的投影正弦波：如果轴以2f角速度匀速转动，投影按时间轴展开，即为正弦波n关键点：n匀速相位变化n投影关系实现n数字量化Lab相位累加器M取N的高M位如果：当频率

3、字FW=1的时候，经过1s，相位累加器的输出从 取M位后为1102310,24,16224MNMHzHzfclk12024LabROM查找表z放一个大小为 的正弦表格M2当1,10,24,16224FWMNMHzHzfclkROM表格的输出正好是1Hz的正弦波形的离散值Lab当2,10,24,16224FWMNMHzHzfclkROM表格的输出在1s里面正弦波形循环了2次正好是2Hz的正弦波形的离散值LabFW=y？当yFWMNMHzHzfclk,10,24,16224ROM表格的输出在1s里面正弦波形循环了y次正好是yHz的正弦波形的离散值clkoutffN2FWLab硬件设计方案z数字部分

4、采用FPGAyAltera CycloneII EP2C8Q208C8z微控制器采用32位MCUySTM32F103RBT6 （ARM Cortex-M3 Core）LabVHDL程序片断LIBRARY IEEE; -32位加法器+寄存器模块USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY ADDER32B IS PORT (A，B : IN STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0); clk : IN STD_LOGIC; S : OUT STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO

5、 0) );END ADDER32B;ARCHITECTURE behav OF ADDER32B IS BEGIN process(clk) begin IF clkdEVENT AND clk= 1 THEN S = A + B; end process;END behav;Lab可以使用C/C+来生成rom数据#include #include math.hmain()int i;float s;for(i=0;i sin_rom.mif;Lab使用VC+LabD/A数模转换器z高速D/A 10bitsyTHS5651A 125MSPSz运放yTI 视频高速运放LabLabLabLabL

6、abLabLab采用专用芯片zAD9850LabDDSz优点：y频率精确，极高的分辨率y快速的频率转换时间y步进间隔数字可调y频带很宽z不足之处：y相位抖动y成本较高LabLab电子设计电子设计正交信号发生器正交信号发生器两路输出的DDSLab数字移相信号发生器设计 z双路正弦波发生z同频率，但是相位偏移Lab相位控制360 M2PW相位差：LabLabLabLabLab电子设计电子设计任意波形发生器任意波形发生器Lab修改ROM表z产生任意的周期波形z任意波形的周期频率可控z波形形状修改可以在短时间内完成Lab幅度控制z四象限电流型D/Az模拟乘法器z数字调幅方法：y在ROM表后加数字乘法器

7、Lab全功能的DDS芯片zAD9854 300MHz双路 调频、调相、调幅Lab另外一种方法zPLLzPhase Locked Loopz锁相环Lab电子设计电子设计数字锁相环数字锁相环PLLLabPLL框图与各部分作用 各部分的作用各部分的作用 PD 产生误差电压产生误差电压 LF 产生控制电压产生控制电压 VCO 产生瞬时输出频率产生瞬时输出频率C( ) td( ) t 框图框图LabPLL原理原理PLL环路在某一因素作用下，利用输入与输出信号的相位环路在某一因素作用下，利用输入与输出信号的相位差差 产生误差电压，并滤除其中非线性成分与噪声后的产生误差电压，并滤除其中非线性成分与噪声后的纯

8、净控制信号纯净控制信号 控制压控振荡器，使控制压控振荡器，使 朝着缩小固有朝着缩小固有角频差方向变化，一旦角频差方向变化，一旦 趋向很小常数趋向很小常数 （称为剩余相（称为剩余相位差）时，则锁相环路被锁定了，即位差）时，则锁相环路被锁定了，即 0ie( ) te( ) te( ) teC( ) t 充分必要条件充分必要条件ee( ) t0i原理原理Lab如果相位差恒定，频率就一定相等未锁定未锁定锁定锁定LaborfNfLabrofMNfLab锁相频率合成器Lab下变频型的单环频率合成器Lab双模前置分频器型单环频率合成器Lab多环频率合成器Lab小数分频频率合成器Lab频率合成器zPLL+DD

9、Sz优点：y频率精准y波形良好y数字控制频率调节Lab电子设计电子设计PWMPWM信号发生信号发生DC-DC直流电机驱动LabzTL494zSG3842zMCULab电子设计电子设计SPWMSPWMDC-ACLab单相SPWMz自然采样法y三角波-计数器实现y正弦波-DDS实现y比较z驱动电路yH桥LabLabLab三相SPWMz自然采样法y三角波-计数器实现y三路正弦波-120相位差，DDS实现y比较LabLab Waveforms and FFT ma = 0.8, mf = 15, fm = 60Hz, fcr = 900Hz Switching frequency fsw = fcr = 900HzSPWMLab此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢